無軸鉄道模型_top
旋盤のDRO(1) ミニ旋盤で車軸などを切削しているのですが、各部のバックラッシュが大きく
DRO(Digital Readout)が無いと精度が期待できず、工作も大変という事が判り・・・

2019/04/06
諸先輩の記事も参考にしながら、デジタルノギスをDRO代わりに取り付けることにします。

本体がステンレス製のノギスでは加工が大変そうなので、
150mmデジタルカーボンノギスを通販で購入し、到着したその日に追加工・・・
余分なくちばし部分や、デプスゲージ部を切り落としました。

糸鋸で簡単にサクサク切れてしまったのにはビックリ・・・
分解能が0.1mmなのはDROとして少々物足りないですが、
デジタルカーボンノギスでは、これが精一杯のようです。

2019/04/06
ミニ旋盤(Compact3)本体の、クロススライドに直接DROを取り付けるようにしたので、
主軸送りネジのバックラッシュの影響は、ほとんど無くなるハズ・・・

クロススライドと心押し台に、ノギス取り付け用のM3止まり穴タップを立てます。
そのため、特にクロススライド側は、
浅いタップ穴に、できるだけ深くネジを切るのに、少々手こずりました。

ノギス取付け面の段差は、適当なカーラーを削り出し、挟み込みました。

2019/04/06
ノギスを取り付けました・・・取付け穴はφ2.9とし、そこへM3のネジを固くねじ込んで、
ガタを無くしました。心押し台をロックした状態で、
クロススライドが移動すれば、その移動量が判る仕掛け。

クロススライドの横送り(奥行方向)にはDROを付けていませんが、
取り付けスペースも無いし、必要性も少ないので省略します。
ノギスのでかでかした商標は少々カッコ悪いですが、ガマンガマン・・・

どうも使っているうちに現在の位置では邪魔になることが多い事が判ったので、
そのうち移設しようと思います。

2019/04/06
これでそれほど苦も無く、OJのステンレス製車軸が削成できるようになり、
加工間違いが無くなったのと、精度・能率が大幅に向上しました。
また、当初、分解能が0.1mmでは物足りないように思いましたが、
ミニ旋盤の精度では、この程度で十分かも知れません。

写真は、車軸の片端の切削を終えたところ。材料はSUS303(快削ステンレス)です。
バイトは通常のものでも何とか削れなくはないですが、
SUS用超硬スローアウェイバイトを使用しています。

この旋盤はコレット・チャックが使えないので、3つ爪チャックですが、
慎重にチャッキングしないと軸ぶれにつながります。
最近、旋盤を導入し、使い始めたのですが、
ブレの無い車軸を研削するには、それなりの手順と工夫が必要な事が判りました。

それにしてもSUSの切子は刺さると痛いナア・・・

2019/04/15
試走用2軸貨車を製作するので、
稲見S/Sのねじ込み式車輪と組み合わせる車軸を削成しました。
スケールだとかなりの長軸となるので、既製品に丁度良いものが無かったのです。
旋盤のトップスライドを使って、車軸中央にかけてのテーパー部も表現してみました・・・

しかし、完全には車輪のフレを無くせないのが目下の悩み。
片側が良くても、もう一方に僅かにフレが残ったりします。
テーパー部が無ければ、チャッキングも楽で簡単なのですが・・・
誰か作り方を指南してくれないかな?

追記・・・自費出版誌「蒸機を作ろう」に竹ブラシ法というのが載っていて、
試してみたところ、簡単に修正することが出来ました・・・


旋盤のDRO(2) DROを移設します・・・

2019/04/21
ホームセンターで厚さ4.3mmの金具を調達・・・

2019/04/21
切断します・・・

2019/04/21
クロススライドと心押し台にまたがって、取り付け・・・

2019/04/21
見た目はこんな感じで、見易く使い易くなりました・・・
主軸の送りネジからは大分離れた位置にありますが、特に不都合は生じていないようです。
ところで、このノギスは5分操作をしないと表示が消え、再起動後は表示がゼロに戻ってしまいます。
しかし、分解能1/100mmのノギスは、表示が消えても、数値を記憶していることが、後で判りました。
そのうち交換しようと思います・・・

2019/04/21
車軸にネジを切っているところ・・・
ダイスホルダーを使って、垂直にネジを切らないと車輪のフレの原因に・・・


旋盤のDRO(3) DROをカーボン製から、分解能1/100mmのステンレス製のノギスに交換します。しかし、
ステンレス製は硬いため、取付け部への過度な応力を逃がす機構が必要です・・・

2019/07/20
通常は、板バネのようなものを介して取り付ける例が多いようですが、
よく考えると2軸、自由度が不足しています。
また板バネ方式では、全体に剛性が低くなりがちですが、
1/100mmを安定に計測するには、ある程度の剛性が必要です。

そこで自動調心ベアリングを応用することを考えました。
写真は作例に使用した自動調心ベアリング・・・品番No126(NSK)。
外輪の軌道は球面の一部となっているため、外輪を軸に対して傾けることができます。

実際のベアリングでは、回転方向にはもちろん滑らかに回りますが、軸を倒す方向には、
やや引っ掛かりがありました。
しかし、DROの完成後に殆ど支障が無いことが判りました。

ベアリングホルダの図面・・・指示なき寸法は目盛りから拾ってください・・・
中子のM2は長ネジを入れて中子の回転を制限します。
ベアリングはM3のセットビスで固定します。

2019/07/28
右端をぼろきれで支え、最低速で回して金鋸で材料の切り出し・・・
素材は一度に多く買った方が安上がりですが、
ほどほどにしないと把握も不可能になり、切出しに苦労することになります。
写真は幽霊が金鋸で切り出している様子・・・

2019/07/28
余分な外形を削って穴明けなど・・・

2019/07/29
概略、削り終えたところ・・・
中子は、ロックタイトでベアリングに接着固定します。
ベアリングそのものは外輪をセットビスで押して固定します。

2019/07/29
M2のネジが通るU字部はフライスで加工。
この機構を設けないと中子が回ってしまい、ノギスをネジ止めすることが難しくなります。

2019/06/17
ノギスの余分なくちばしは、モーターツールとディスク型回転砥石でそれほど苦も無く、切断できましたが・・・

2019/08/12
くちばしに約φ3の取付穴を開けるのには、大変難儀しました。
ボール盤では、なかなか切削が進まないので、うっかり強く押さえると、回転砥石が破損・分解したりします。

2019/08/15
モーターツールを最高速で回し、回転砥石で気長に開けています。
追記→適宜、電着ダイヤモンド・バーを併用すると良いです。

2019/08/17
組付けたところ・・・
セットビスの押圧でベアリング外輪が僅かに変形するのを利用して、ガタを取ります。
従い、セットビスの方向は旋盤の主軸と平行に近いのが良いです。
(作例はそうなっていません。取り付けの関係で若干傾いています。)
また、ベアリング部に切削屑が入らないよう、透明プラスティックの覆いを取り付けました。

2019/08/17
拡大写真・・・
透明プラスティックの覆いと、M2長ネジの中子の回り止め・・・

2019/08/17
色々試作を繰り返してきましたが、ようやく取り外しも簡便で、
使い勝手の良いDROとすることができました。
若干、大げさとも思われる機構ですが、
意外に好結果を得ましたので、フライス盤にも応用しようと思います。

ところで・・・
計測精度が上がると、今度は往復台の動きに重大な問題があることが判明・・・
その解決方法は、またの機会に・・・


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